RU2295586C2

RU2295586C2 - Middle- and low-carbon ferromanganese production process

Info

Publication number: RU2295586C2
Application number: RU2005103575/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Хобот (RU); Владимир Иванович Хобот
Original assignee: Владимир Иванович Хобот
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2007-03-20
Also published as: RU2005103575A

Abstract

FIELD: inorganic compounds technologies.

SUBSTANCE: process comprises batching limestone into container, pouring above it iron-free low-phosphorus slag, heating the mixture, adding silicomanganese to slag-limestone melt, reducing slag with silicon of silicomanganese in presence of limestone, adjusting melt, and discharging melting products. According to invention, limestone is charged in amount comprising 33-43% of the amount of slag to achieve basicity modulus of melt 1.5-1.8 and silicomanganese is added in molten state in amount 70-90% based on the weight of slag-limestone melt.

EFFECT: simplified technology of producing low-carbon ferromanganese from iron-free low-phosphorus manganese slag and silicomanganese obtained from processing of low-grade carbonate iron-manganese ores, and reduced power consumption.

3 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам производства средне- и малоуглеродистого ферромарганца.The invention relates to metallurgy, and in particular to methods for the production of medium- and low-carbon ferromanganese.

Прототипом нашему изобретению является способ (1) производства средне- и малоуглеродистого ферромарганца восстановлением марганецсодержащих материалов (марганцевой руды и/или малофосфористого шлака) кремнием силикомарганца в присутствии извести. Процесс ведется в наклоняющихся и вращающихся печах и состоит из следующих операций: 1. Заправка ванны известью в количестве 50-65% от массы материала, содержащего оксида марганца; 2. Загрузка (заливка) шлака и его смеси с марганцевой рудой; 3. Проплавление полученной смеси. 4. Загрузка кускового силикомарганца, в количестве 25-50% от массы шлакоизвесткового расплава (ШИР); 5. Расплавление шихты и доводка расплава при перемешивании сжатым воздухом; 6. Выпуск плавки.The prototype of our invention is a method (1) for the production of medium- and low-carbon ferromanganese by the reduction of manganese-containing materials (manganese ore and / or low-phosphorus slag) with silicon silicomanganese in the presence of lime. The process is carried out in tilting and rotating furnaces and consists of the following operations: 1. Filling the bath with lime in an amount of 50-65% by weight of the material containing manganese oxide; 2. Loading (pouring) of slag and its mixture with manganese ore; 3. Smelting the resulting mixture. 4. Loading lump of silicomanganese, in an amount of 25-50% by weight of slag-lime melt (WID); 5. The melting of the charge and refinement of the melt with stirring with compressed air; 6. Release of heat.

Недостатком данного способа является то, что он требует сложной системы работы оборудования (расплавление твердой части шихты в специальных печах по специальной схеме), повышенного расхода электроэнергии.The disadvantage of this method is that it requires a complex system of operation of the equipment (melting the solid part of the charge in special furnaces according to a special scheme), increased energy consumption.

Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, является упрощение технологии и снижение расхода электроэнергии.The tasks to which this invention is directed, is to simplify the technology and reduce energy consumption.

Задача решается тем, что в производстве средне- и малоуглеродистого ферромарганца, включающего загрузку извести в емкость, заливку на известь обезжелезненного малофосфористого шлака с последующим подогревом и вводом в шлакоизвестковый расплав силикомарганца, восстановление шлака кремнием силикомарганца в присутствии извести, доводку расплава и выпуск продуктов сплавки, известь загружают в количестве 33-43% от массы шлака для достижения модуля основности расплава, равного 1,5-1,8, а ввод силикомарганца осуществляют в расплавленном состоянии в количестве 70-90% от массы шлакоизвесткового расплава.The problem is solved in the fact that in the production of medium- and low-carbon ferromanganese, including loading lime into a tank, pouring lime on iron-free low-phosphorous slag, followed by heating and introducing silicomanganese into the slag-lime melt, restoring the slag with silica-manganese silicon in the presence of lime, and finishing products, finishing lime is loaded in an amount of 33-43% by weight of slag to achieve a melt basicity modulus of 1.5-1.8, and the input of silicomanganese is carried out in a molten state and in the amount of 70-90% by weight of slag-lime melt.

Подобная технология позволяет экономить электроэнергию не только реализацией возможности передачи от стадии к стадии промпродуктов в жидкофазном состоянии, но и в большей степени оптимизацией соотношений основных компонентов на конечной стадии всего процесса переработки карбонатных железо-марганцевых руд (КЖМР). В предлагаемом техническом решении, когда большая часть марганца привносится в заключительную стадию расплавом получаемого на первой стадии силикомарганца - 70-90% от массы ШИР вместо 20-50% по прототипу - для достижения модуля основности 1,5-1,8, извести необходимо вводить не более 43% от веса ОФМШ - по прототипу от 51 до 67%, так что для получения гомогенного ШИР нужно намного меньше электроэнергии и времени. И в целом, процесс переработки упрощается, так как вместо расплавления силикомарганца и восстановления в специальных печах различных режимов, его могут проводить в ковше и регулировать температурный и кинетический ход процесса режимом введения восстановителя (жидкого силикомарганца) и последующего барботажа газом. Поэтому заливка (а не завалка твердых) основных компонентов в жидком виде способствует: во-первых, лучшему усвоению извести и вследствие этого оптимизации процессов формирования шлака, во-вторых, полному протеканию реакций восстановления, а в целом к ускорению и повышению извлечения марганца. Таким образом, процесс получения средне- и низкоуглеродистого ферромарганца из (КЖМР) может проводиться по упрощенной технологии с пониженным расходом электроэнергии (не более 800 кВт·ч/т).Such a technology allows saving energy not only by the possibility of transferring from stage to stage intermediate products in the liquid phase state, but also to a greater extent by optimizing the ratios of the main components at the final stage of the processing of carbonate iron-manganese ores (KZMR). In the proposed technical solution, when most of the manganese is introduced into the final stage by the melt obtained in the first stage of silicomanganese - 70-90% by weight of the SHIR instead of 20-50% of the prototype - in order to achieve a basicity module of 1.5-1.8, lime must be introduced no more than 43% of the weight of the general physical education school - according to the prototype, from 51 to 67%, so much less electricity and time are needed to obtain a homogeneous wide-area waveguide. And in general, the processing process is simplified, since instead of melting silicomanganese and reducing it in special furnaces of various modes, it can be carried out in a ladle and the temperature and kinetic course of the process can be controlled by the mode of introducing a reducing agent (liquid silicomanganese) and subsequent bubbling with gas. Therefore, pouring (rather than filling solid) of the main components in liquid form contributes: firstly, to better absorption of lime and, as a result, optimization of slag formation processes, secondly, to the complete course of reduction reactions, and, on the whole, to acceleration and increase of manganese extraction. Thus, the process of producing medium- and low-carbon ferromanganese from (MLCM) can be carried out using a simplified technology with a reduced power consumption (not more than 800 kWh / t).

Диапазоны значений, приведенных в тексте, объясняются следующим образом:The ranges of values given in the text are explained as follows:

При загрузке извести более 43% от массы ОФМШ (модуль основности 1,5 и ниже) - снижается степень восстановления и перехода в сплав марганца, процесс на данном оборудовании и по данной технологии становится нерентабельным.When loading lime more than 43% of the mass OFMS (basicity modulus 1.5 and below), the degree of reduction and transition to manganese alloy decreases, the process on this equipment and this technology becomes unprofitable.

При заливке силикомарганца в количестве мене 70% от массы ШИР - не будет достигнута полнота восстановления марганца, поступающего с ОФМШ, а выделяемой теплоты не хватит для полновесного протекания целевых процессов - для его проведения понадобится более сложная технология.When pouring silicomanganese in an amount of less than 70% of the mass of the SHIR, the completeness of manganese recovery from OFMS will not be achieved, and the generated heat will not be enough for the full-fledged flow of the target processes - it will require a more complex technology.

При заливке силикомарганца в количестве более 90% - проведение процесса приведет к получению некондиционного (по кремнию) целевого продукта.When pouring silicomanganese in an amount of more than 90%, the process will lead to the substandard (in silicon) target product.

Примеры осуществления.Examples of implementation.

Пример 1. Жидкий обезжелезненный малофосфористый шлак, содержащий, мас.%: MnO - 49,1; SiO₂ - 28,3; Al₂O₃ - 6,8; CaO - 10,5; MgO - 6,5; FeO - 2,4; P - 0,11, из печи по переработке КЖМР на ОФМШ сливался в ковш с известью (92% CaO), загруженной из расчета достижения расплавом модуля основности, равного 1,5 (расход составил 33% от его массы ОФМШ), и нагревался в системе печь-ковш до температуры 1400°С. После в гомогенизированный ШИР в количестве 90% от его массы заливали жидкий силикомарганец, полученный в печи по переработке КЖМР в смеси с оксидными рудами и содержащий, мас.%: Mn - 85,6; Fe - 9,2; Si - 24,6; P - 0,15; S - 0,006; С - 0,15. Расплав через погружную фурму продувался азотом из расчета 1 м³/т.Example 1. Liquid iron-free low-phosphorus slag containing, wt.%: MnO - 49.1; SiO ₂ 28.3; Al ₂ O ₃ - 6.8; CaO - 10.5; MgO - 6.5; FeO - 2.4; P - 0.11, from the furnace for processing KHMR to OFMSH it was poured into a ladle with lime (92% CaO), loaded on the basis of achieving the basicity modulus of the melt equal to 1.5 (consumption was 33% of its mass OFMSH), and heated in ladle furnace system up to a temperature of 1400 ° С. After that, in the homogenized SHIR in the amount of 90% of its mass, liquid silicomanganese was poured, obtained in the furnace for processing MLCM in a mixture with oxide ores and containing, wt.%: Mn - 85.6; Fe - 9.2; Si - 24.6; P is 0.15; S is 0.006; C 0.15. The melt through an immersion lance was purged with nitrogen at the rate of 1 m ³ / t.

В результате плавки был получен малоуглеродистый ферромарганец, содержащий, мас.%: Mn - 85,6; Si - 1,9; С - 0,5; P - 0,30; S - 0,005; Fe - ост. Расход электроэнергии составил 790 кВт·ч/т.As a result of melting, low-carbon ferromanganese was obtained, containing, wt.%: Mn - 85.6; Si - 1.9; C is 0.5; P is 0.30; S is 0.005; Fe - ost. Electricity consumption amounted to 790 kWh / t.

Таким образом, доказана возможность упрощения технологии и снижения потребления электроэнергии процесса получения малоуглеродистого ферромарганца из ОФМШ и силикомарганца, полученных в процессе переработки низкосортных КЖМР.Thus, the possibility of simplifying the technology and reducing the energy consumption of the process of producing low-carbon ferromanganese from OFMS and silicomanganese obtained in the processing of low-grade KZHMR was proved.

Пример 2. Жидкий ОФМШ, содержащий, мас.%: MnO - 50,1; SiO₂ - 29,4; Al₂O₃ - 5,8; CaO - 11,6; MgO - 6,7; FeO - 2,3; Р - 0,12, из печи по переработке КЖМР на ОФМШ сливался в ковш с известью (92% СаО), загруженной из расчета достижения расплавом модуля основности, равного 1,8 (расход составил 43% от массы ОФМШ), и нагревался в системе печь-ковш до температуры 1500°С. После этого в гомогенизированный ШИР в количестве 80% от его массы заливали жидкий силикомарганец, полученный в печи по переработке КЖМР в смеси с оксидными рудами и содержащий, мас.%: Mn - 68,4; Fe - 9,2; Si - 25,6; P - 0,14; S - 0,005; С - 0,13. Расплав через погружную фурму продувался аргоном из расчета 1 м³/т.Example 2. Liquid OFMSh, containing, wt.%: MnO - 50.1; SiO ₂ 29.4; Al ₂ O ₃ - 5.8; CaO - 11.6; MgO - 6.7; FeO - 2.3; P - 0.12, from the furnace for processing KHMR to OFMSH it was poured into a ladle with lime (92% CaO), loaded based on the achievement of the melt basicity modulus equal to 1.8 (consumption was 43% of the mass of OFMSh), and heated in the system ladle furnace to a temperature of 1500 ° C. After that, liquid silicomanganese obtained in the furnace for processing MLCM in a mixture with oxide ores and containing, wt.%: Mn - 68.4; was poured into homogenized SHIR in the amount of 80% of its mass. Fe - 9.2; Si - 25.6; P is 0.14; S is 0.005; C is 0.13. The melt through an immersion lance was purged with argon at the rate of 1 m ³ / t.

В результате плавки был получен среднеуглеродистый ферромарганец, содержащий, мас.%: Mn - 85,7; Si - 1,5; С - 1,25; P - 0,30; S - 0,005; Fe - ост. Расход электроэнергии составил 790 кВт·ч/т.As a result of melting, medium carbon ferromanganese was obtained, containing, wt.%: Mn - 85.7; Si - 1.5; C is 1.25; P is 0.30; S is 0.005; Fe - ost. Electricity consumption amounted to 790 kWh / t.

Таким образом, доказана возможность упрощения технологии и снижения потребления электроэнергии процесса получения среднеуглеродистого ферромарганца из ОФМШ и силикомарганца, полученных при переработке КЖМР.Thus, the possibility of simplifying the technology and reducing the energy consumption of the process of obtaining medium-carbon ferromanganese from OFMS and silicomanganese obtained in the processing of CFMR has been proved.

Пример 3. Жидкий ОФМШ, содержащий, мас.%: MnO - 51,0; SiO₂ - 28,4; Al₂О₃ - 5,8; CaO - 11,6; MgO - 5,7; FeO - 2,0; P - 0,13, из печи по переработке КЖМР на ОФМШ сливался в ковш с известью (92% СаО), загруженной из расчета достижения расплавом модуля основности, равного 1,7 (расход составил 38% от массы ОФМШ), и нагревался в системе печь-ковш до температуры 1500°С. После этого в гомогенизированный ШИР в количестве 80% от его массы заливали жидкий силикомарганец, полученный в печи по переработке КЖМР в смеси с оксидными рудами и содержащий, мас.%: Mn - 68,4; Fe - 9,2; Si - 25,6; P - 0,14; S - 0,005; С - 0,13. Расплав через погружную фурму продувался аргоном из расчета 1 м³/т.Example 3. Liquid OFMSH, containing, wt.%: MnO - 51.0; SiO ₂ 28.4; Al ₂ O ₃ - 5.8; CaO - 11.6; MgO - 5.7; FeO - 2.0; P - 0.13, from the furnace for processing KHMR to OFMSH it was poured into a ladle with lime (92% CaO), loaded on the basis of achieving the basicity modulus of the melt equal to 1.7 (consumption was 38% of the mass of OFMSh), and heated in the system ladle furnace to a temperature of 1500 ° C. After that, liquid silicomanganese obtained in the furnace for processing MLCM in a mixture with oxide ores and containing, wt.%: Mn - 68.4; was poured into homogenized SHIR in the amount of 80% of its mass. Fe - 9.2; Si - 25.6; P is 0.14; S is 0.005; C is 0.13. The melt through an immersion lance was purged with argon at the rate of 1 m ³ / t.

В результате плавки был получен среднеуглеродистый ферромарганец, содержащий, мас.%: Mn - 85,0; Si - 2,0; С - 1,0; P - 0,30; S - 0,007; Fe - ост. Расход электроэнергии составил 820 кВт·ч/т.As a result of smelting, medium-carbon ferromanganese was obtained, containing, wt.%: Mn - 85.0; Si 2.0 C is 1.0; P is 0.30; S is 0.007; Fe - ost. Electricity consumption amounted to 820 kWh / t.

Список использованной литературы:List of used literature:

1. Под редакцией Д.Я. Поволоцкого «Электрометаллургия стали и ферросплавов». - М.: Металлургия, 1974 г., стр.489-490.1. Edited by D.Ya. Povolotsky "Electrometallurgy of steel and ferroalloys." - M.: Metallurgy, 1974, pp. 499-490.

Claims

A method for the production of medium- and low-carbon ferromanganese, including loading lime into a tank, pouring lime on iron-free low-phosphorous slag, followed by heating and introducing silicomanganese into slag-lime melt, reducing slag with silicon silicomanganese in the presence of lime, melt refinement and the release of melting products, load in an amount of 33-43% of the mass of slag to achieve a melt basicity modulus of 1.5-1.8, and the input of silicomanganese is carried out in a molten state in a col honors 70-90% by weight shlakoizvestkovogo melt.